EU-Mittel helfen bei der Entwicklung einer revolutionären neuronalen Sonde

Forscher in Europa haben eine neue neuronale Sonde entwickelt, die elektrische und chemische Aufzeichnungen und Stimulationen einzelner Neuronen im Gehirn ermöglicht. Ihrer Aussage nach hat diese Technologie ein riesiges Potenzial und könnte beispielsweise für präzisere Diagno...

Forscher in Europa haben eine neue neuronale Sonde entwickelt, die elektrische und chemische Aufzeichnungen und Stimulationen einzelner Neuronen im Gehirn ermöglicht. Ihrer Aussage nach hat diese Technologie ein riesiges Potenzial und könnte beispielsweise für präzisere Diagnosen von Krampfanfällen im Gehirn vor Gehirnoperationen verwendet werden. Diese hochmoderne Sonde ist ein Ergebnis des NEUROPROBES-Projekts ("Development of multifunctional microbe arrays for cerebral applications"), das fast 10 Mio. EUR unter dem Themengebiet "Technologien für die Informationsgesellschaft" (IST) im sechsten Rahmenprogramm (RP6) der EU erhielt.

Bisher mussten sich multielektronische aufzeichnende Sonden auf die Methode des Ausprobierens verlassen, da es nicht möglich ist, die Position der Elektroden unabhängig voneinander manuell zu optimieren, so die Forscher. Sie betonen, dass die aufzeichnende Elektrode zur Unterscheidung einzelner Neuronen im Gehirn sehr nah am Neuron positioniert werden muss, idealerweise innerhalb eines Radius' von 100 Mikrometern oder weniger.

Nach Ansicht des Teams unter der Leitung von Forschern bei imec, einem belgischen Unternehmen, das sich auf die Erforschung von Nanoelektronik spezialisiert hat, unterscheide sich die neue EDC (Electronic Depth Control)-Technologie von herkömmlichen Sonden, da sie die individuelle Anpassung der Position der verschiedenen Elektroden ohne jede mechanische Verlagerung ermögliche.

Die EDC neuronale Sonde verfügt über Hunderte elektronisch schaltbarer Elektroden, mithilfe derer der Nutzer nach den informativsten Nervensignalen suchen, die Sonde darauf einstellen und während des Experiments die Position anpassen kann, erklären die Forscher.

Die Wissenschaftler sind von den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der neuronalen Sonde überzeugt: Sie reichen von der Grundlagenforschung der Gehirnfunktion bis hin zu präziseren Diagnosen von Krampfanfällen im Gehirn vor Gehirnoperationen. Sie betonen, dass die Technologie zur Weiterentwicklung bereits bestehender Arbeit beitragen kann und Duzenden neuen Forschungswegen die Türen öffnet. Zusätzlich zur Grundlagengehirnforschung kommt der EDC-Technologie eine weitere Schlüsselrolle zu: die präoperative Diagnose vor Gehirnoperationen unter den unterschiedlichsten Bedingungen.

"Es ist bekannt, dass in den letzten Jahrzehnten ähnliche Sonden verwendet wurden, um beispielsweise den Herd eines epileptischen Anfalls zu finden, sagt Herc Neves, Wissenschaftler bei imec und Koordinator des NEUROPROBES-Projekts. "Bei einer Operation ist man immer bestrebt, möglichst wenig Gewebe zu entfernen. Wenn wir exakt festlegen können, wo der Krampfanfall entsteht, entfernen wir nur das betroffene Gewebe, wodurch der operative Eingriff sicherer und weniger invasiv ist."

Das Team bei imec wurde bei seinen Forschungen von Wissenschaftlern aus akademischen Institutionen auf der ganzen Welt unterstützt, z.B. von der Universität Leuven in Belgien, der Universität Cambridge im Vereinigten Königreich und der Ungarischen Akademie der Wissenschaften. Außerdem trugen branchenführende Unternehmen wie der Elektronikgigant Philips oder der Hörgerätehersteller Cochlear Technology Centre in England zu der Arbeit bei.

Das NEUROPROBES-Konsortium besteht aus 14 Partnern, die sich mit Forschungen zur Entwicklung einer Systemplattform beschäftigen, mithilfe derer eine Vielzahl an innovativen Diagnostika und therapeutischen Maßnahmen zur Behandlung und zum wissenschaftlichen Verständnis des Gehirns und die damit verbundenen Krankheiten möglich werden. Die Projektergebnisse öffnen eine neue Ära auf dem Gebiet der fundamentalen, wissenschaftlichen und klinischen Gehirnforschung mit Fokus auf der Wiederherstellung der Sehfähigkeit von blinden Patienten.

Länder

Belgien, Ungarn, Niederlande, Vereinigtes Königreich